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液压助力转向系统毕业论文

摘要

液压转向机构在使用中容易出现的问题主要有转向沉重、转向跑偏、转向发摆和转向时有异响噪声等。

这些都可导致液压助力转向系统不起作用。

针对易出现的问题我们概括液压助力转向系统的几种维护方法。

论文中首先简单阐述了选题背景及液压助力转向系统的现状和发展前景，同时又进行了汽车转向系统的简单介绍，而在传统转向系统、液压助力转向系统、电控助力转向系统、电子转向系统四种汽车转向系统中，又详尽的对液压助力转向系统从两个方面进行分析，其中概要阐述了液压助力转向系统的组成和工作原理，并针对助力系统易出现的转向沉重、前轮摆振、转向轻重不同跑偏等故障的产生原因及排除方法进行了阐述。

关键词：

液压助力转向维护检修

Abstract

Hydraulicsteeringiseasyinuseproblemsaretheheavysteering,steeringdeviation,steeringandsteeringswingmadenoisewhenabnormalsound.Thesecanleadtohydraulicpowersteeringsystemdoesnotwork.Foreasyproblemsweoutlineseveralhydraulicpowersteeringsystemmaintenancemethods.Combinationoftheabovecircumstances,weshouldberightintheactualworktomaintainandrepairthehydraulicsteeringsystempressure.

Thispaperfirstbrieflyaddressedthetopicsofthebackgroundandhydraulicpowersteeringsystemstatusanddevelopmentprospects,whileasteeringsystemforasimpleintroduction,andinthetraditionalsteeringsystem,hydraulicpowersteeringsystem,electricpowersteeringcontrolsystems,electronicfourkindsofautomotivesteeringsystemsteeringsystem,butalsodetailedonthehydraulicpowersteeringsystemfromtwoaspectsofanalysis,whichoutlinedahydraulicpowersteeringsystemcomponentsandworkingprinciple,andforthepowersteeringsystemispronetoheavy,front-wheelshimmy,steeringdeviation,suchasfailureoftheseverityofdifferentcausesandtroubleshootingaredescribed.

Keywords:

HydraulicpressurePowersteeringMaintainMaintenance

第1章绪论

液压助力转向系统到现在已经有半个世纪的发展历史，可以说技术已经非常成熟，所以被广泛应用。

据西安某专业汽修厂负责人介绍，液压助力转向系统由液压和机械等两部分组成，它是以液压油做动力传递介质，通过液压泵产生动力来推动机械转向器，从而实现转向的。

传统机械液压动力转向系统的液压泵由汽车发动机驱动。

为保证汽车原地转向或者低速转向时的轻便性，液压泵的排量是以发动机怠速时的流量来确定的。

汽车发动之后，无论是否转向，这套系统都要工作，而且在大转向车速较低时，需要液压泵输出更大的功率以获得比较大的助力，所以便在一定程度上浪费了发动机动力资源。

现在还有些汽车冠以电动助力转向，其实不是真正意义上的纯电动助力转向，它还需要液压系统，只不过由电动机供油，这就是电子液压助力转向系统。

电子液压转向助力系统克服了传统的液压转向助力系统的缺点。

它所采用的液压泵不再靠发动机皮带直接驱动，而是采用一个电动泵，它所有的工作的状态都是由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态。

简单地说，在低速大转向时，电子控制单元驱动电子液压泵以高速运转输出较大功率，使驾驶员打方向省力；汽车在高速行驶时，液压控制单元驱动电子液压泵以较低的速度运转，在不至于影响高速打转向的需要的同时，节省一部分发动机功率。

随着社会进步科学的发展，汽车已经进入各家各户，人们对汽车的了解也越来越深。

有的时候你的爱车在行驶过程中会出现各种问题或故障，对您造成不可避免的损失。

而汽车行驶系统作为汽车的基本组成系统，它在行驶中也会出现各种问题。

其中方向盘摆振最为常见，方向盘摆振不但影响驾驶员对汽车的操纵，也会影响汽车行驶的平稳性乘坐舒适性以及安全性。

为解决此问题，不但需要平时加强对汽车转向系的保养，汽车转向系的改良也占据了重要的一部分。

因此这也促进了汽车转向系的发展。

在汽车发展的100多年里，到今天，转向系统也经历了长时间的演进，很大程度上促进了汽车的发展。

目前已经有电液转向系，电控转向系和电子转向系。

应用电子转向系的汽车可能不会出现方向盘摆振。

但是由于该转向系的造价高并没有得到广泛应用。

所以目前大部分汽车还在应用传统转向系、电液转向系和电控转向系，因此汽车方向盘摆振故障依然存在。

第2章液压助力转向系统的组成与原理

助力转向系统，也就是动力转向，目前已成为绝大多数轿车的一项标准配置，顾名思义，助力转向就是协助驾驶员做汽车方向调整，为驾驶员减轻打方向盘强度的装置。

据了解，液压助力转向系统到现在已经有半个世纪的发展历史，可以说技术已经非常成熟，所以被广泛应用。

液压助力转向系统由液压和机械等两部分组成，它是以液压油做动力传递介质，通过液压泵产生动力来推动机械转向器，从而实现转向的[1]。

机械式液压助力转向系统一般由液压泵、油管、压力流量控制阀体、V型传动皮带、储油罐等部件构成。

为保持压力，不论是否需要转向助力，系统总要处于工作状态，一般经济型轿车使用机械液压助力系统的比较多。

电子液压助力转向系统一般由储油罐、转向助力控制单元、电动泵、转向机、转向助力传感器等组成，其中转向助力控制单元和电动泵是一个整体结构。

2.1液压助力转向系统的组成

现代轿车马力大、速度快，为了操纵的轻便和灵敏，中高档次的轿车转向器都加装了转向动力装置，又称为液压动力转向器。

它具有工作无噪声，灵触度高体积小，能够吸收来自不平路面的冲击力，在现代轿车上得到十分广泛的应用。

液压助力转向系统主要由机械部分和液压助力装置两部分组成。

机械部分由转向传动副、转向摇臂、纵拉杆总成、横拉杆总成、转向节臂、转向主销、转向节主销套、转向节压力轴承及转向节等组成[2]。

液压助力装置部分由液压助力器、贮油箱、转向油泵及管路等组成。

液压助力转向按液流形式分为常流式和常压式两种，按分配阀的形式又可分为滑阀式和转阀两种。

液压动力转向器的主要部件包括油泵、液压分配阀和助力器。

液压分配阀与油泵组合一体，助力器与转向器装在一起，中间用油路连接。

发动机通过皮带带动油泵，把油压输出到助力器。

助力器壳体内是一个活塞，活塞连接着转向器的齿轮，活塞两端是腔室。

当轿车直线行驶时，活塞两端压力相等，静止不动，油泵空转；当轿车转弯时，液压分配阀将油液通过变化了的通道进入了助力器的一侧，使活塞两端产生压力差，迫使活塞移动到另一侧，带动齿轮转动，“助一臂之力”。

这样转动方向盘的操纵力不是直接迫使车轮转向的唯一作用力了，可由助力器辅动车轮转向，减轻了驾驶者的劳动强度，减少了方向盘的转数，特别是减少了停车转向时的操纵力。

现在已经出现了电子控制速度传感型的轿车动力转向器，它除了满足减少操纵力，提高灵触度外，还可以根据车速与行驶条件的不同而产生与之相适应的转向力。

在停车时能提供足够的助力，随着车速的逐渐增加助力又可以逐渐减少，当高速行驶时则无助力但保持良好的路感。

这种电子式的动力转向机构附有微处理机和电子转速表，电子转速表发出脉冲讯号，微处理机发出相应的指令控制动力转向机构。

轿车动力转向装置是50年代在美国大型轿车上出现的事物，现在已经普及开来了。

它的好处正如德国奔驰汽车制造公司所描述的那样：

“发动机发动后，您就得到动力转向辅助，尤其在泊车及左右移动车辆时，动力转向装置会令您能非常轻松地控制方向盘[3]。

2.2液压助力转向系统的工作原理

液压助力转向系统主要由机械部分和液压助力装置两部分组成。

机械部分由转向传动副、转向摇臂、纵拉杆总成、横拉杆总成、转向节臂、转向主销、转向节主销套、转向节压力轴承及转向节等组成。

液压助力装置部分由液压助力器、贮油箱、转向油泵及管路等组成。

液压助力转向按液流形式分为常流式和常压式两种，按分配阀的形式又可分为滑阀式和转阀两种。

现以液压常流式转向为例介绍液压助力转向系统的工作原理。

如图2-1（a）所示，助力转向系统主要由油泵3、控制阀（滑阀7和阀体9）、螺杆螺母式转向器（11、12）及助力缸15等组成。

滑阀7同转向螺杆11连为一体，两端设有两个止推轴承。

由于滑阀7的长度比阀体9的宽度稍大，所以两个止推轴承端面与阀体端面之间有轴向间隙h，使滑阀连同转向螺杆一起能在阀体内做轴向移动。

回位弹簧10有一定的预紧力，将两个反作用柱塞顶向阀体两端，滑阀两端的挡圈正好卡在两个反作用柱塞的外端，使滑阀在不转向时一直处于阀体的中间位置。

滑阀上有两道油槽C、B，阀体的相应配合面上有三道油槽A、D、E。

油泵3由发动机通过带或齿轮来驱动，压力油经油管流向控制阀，再经控制阀流向动力缸L、R腔[4]。

汽车直线行驶时，如图2-1（a）所示，滑阀7在回位弹簧10和反作用阀8的作用下处于中间位置，动力缸15两端均与回油孔道连通，油泵输出的油液通过进油道量孔4进入阀体9的环槽A，然后分成两路：

一路通过环槽B和D，另一路流过环槽C和E。

由于滑阀7在中间位置，两路油液经回油孔道流回油箱，整个系统内油路相通，油压处于低压状态。

图2-1汽车液压助力转向系统工作原理

1．油箱2．溢流阀3．齿轮油泵4．进油道量孔5．单向阀6．安全阀7．滑阀8．反作用阀9．阀体10．回位弹簧11．转向螺杆12．转向螺母13．纵拉杆14．转向垂臂15．助力缸

汽车向右转弯时，转向螺杆11（左旋螺纹）顺时针方向转动，与转向轴制成一体的滑阀7和转向螺杆克服回位弹簧10及反作用阀8一侧的油压的作用力而向右移动。

此时如图2-1（b）所示，环槽A与C，B与D分别连通，而环槽C与E使进油道与助力缸15的L腔相通，形成高压回路；B与D使回油道与R腔相通，形成低压回路。

在油压差的作用下，活塞向右移动，而转向螺母12向左移动。

纵拉杆13也向右移动，带动转向轮向右偏转。

由于系统压力很高（一般为6.9Mpa以上），汽车转向主要依靠推力。

驾驶作用于转向盘的转向力基本上是打开滑阀所需的力，一般为5～10N，最大不超过10N,因而转向操纵十分轻便[5]。

汽车左转弯时滑阀7左移，如图2-1（c）所示，油路改变流通方向，助力缸15加力方向相反。

在转向过程中，助力缸的油压随转向阻力而变化，二者相互平衡。

汽车转向时，助力缸只提供动力，而转向过程仍由驾驶员通过转向盘进行控制。

第3章液压助力转向系统的检修与维护

3.1液压助力转向系统的检修

3.1.1传统转向系方向盘摆振故障分析

故障现象：

汽车在行驶时方向盘左右摇摆或上下抖动的现象称为方向盘摆振。

故障分析：

汽车低速行驶时，方向盘摆振的原因有：

路况不好，车轮受路面冲击较大。

转向系统中，各传动件之间的间隙过大，轴心套磨损严重，转向盘自由行程过大。

诊断与排除：

首先，检查转向盘自由行程是否过大，若转向盘自由行程过大应进行调整或更换必要零部件，若转向盘自由行程符合要求，则支起该车，检查前轮轴承是否松动，若是则更换新轴承，若不是则检查左右两下支臂、连杆组件、横拉杆转向减振器等部件的连接情况，看是否松动，若是由于螺丝松动引起的各连接件之间松动，则拧紧螺丝；若由于各连接件连接部分磨损严重引起的松动，则需要更换必要件。

若各连接件之间无松动情况，则检查轴心套活动量是否符合要求，若活动量过大，则需要调整，必要时进行更换。

若活动量符合要求，则检查前轮定位参数是否符合规定，并进行检查调整[6]。

汽车在某一高速行驶时，方向盘会出现摆振，当低于或高于该速度时，则不出现摆振，其主要原因有前轮减震器变形引起的前轮定位参数失准，传动轴、车轮不平衡。

诊断及排除：

首先检查轮胎气压是否符合规定，若不符合规定调整轮胎气压后进行试车。

若轮胎气压符合规定，检查前轮动平衡和静平衡情况，若不平衡量超过规定值应进行检修，若复合规定值则检查前轮定位参数，若前轮定位参数复合规定则检查传动轴平衡量是否符合规定，若不符合规定进行校正或更换，若符合规定值则检查转向器内部连接处的间隙，并进行调整或更换。

汽车减速或制动时方向盘摆振的原因主要有制动盘或制动块表面不平，前轮轴承松动，前悬架各连接处松动。

诊断与排除：

支起前桥，检查两前轮轴承是否松动，若不松动则检查制动盘表面，若不平则进行更换。

检查前悬架各连接件是否松动，若松动进行检修。

由于电液动力转向系和电控助力转向系都是在传统液压助力转向系上发展起来的，其主要不同之处在于助力的提供方式和控制方式不同，所以在这两种系统中若出现转向盘摆振故障，则可以传统转向系方向盘摆振的诊断方法来处理。

由于电子转向系中方向盘和车轮不是机械连接，所以不应该存在方向盘摆振故障。

即使存在，可能是控制装置给方向盘发出了错误信号造成的[7]。

由于液压助力转向系是在机械转向系的基础上增加了一套助力装置，所以该系统中方向盘摆振的原因除了机械部分引起的外，还会出现在助力装置部分，主要原因有：

液压系统进入空气；分配阀反作用弹簧弹力不足或折断；转向油泵流量过大或溢流阀调整不当；液压系统中严重缺油。

诊断与排除：

首先判断该故障是出现在机械部分还是动力装置部分，可以先检查机械部分，若无故障则表明出现在助力装置部分。

首先检查助力油油量是否复合规定，若油量过少则液压系统中有可能漏油，应进行检修，同时液压系统中有可能进入空气。

若油量符合规定值则检查油泵流量或溢留阀，若流量符合规定，则检查分配阀反作用弹簧。

3.2液压助力转向系统的维护

3.2.1液压助力转向系统的注意事项

目前大多数汽车普遍采用的是液压助力转向系统，那么日常的使用中如何正确使用和保养汽车液压助力转向系统呢？

一般来说，在正常的使用和保养中，对于液压的助力转向泵，需要注意的方面包括以下几点：

第一．液压助力转向泵在使用时注意选择正确型号的助力油，否则会影响助力转向泵的工作效率和使用寿命。

第二．经常检查助力油的使用情况，使用的助力油必须保持清洁，定期更换助力油，在自行加注助力油时必须备有过滤装置。

第三．汽车若较长时间停驶，在重新启动时，不要立即满负荷工作，至少应空载运转10分钟时间，待助力油及其他油液达到正常工作状态再行车。

第四．操纵汽车转向时，留意观察汽车助力转向系统运转是否正常，有无冲击或噪音，助力油有无渗漏现象，以便及时发现并排除故障[8]。

液压转向机在使用中容易出现的问题主要有转向沉重、转向跑偏、转向发摆和转向时有异响噪声等。

转向沉重多是由于转向液压助力系统不起作用引起的，它与转向机械部分无关。

导致转向沉重的具体原因有：

液压油量不足；系统密封性能差，有空气进入液压系统内部；液压泵的齿轮泵腔磨损严重或带动液压泵的皮带齿轮损坏，这些都可导致液压助力系统不起作用。

转向跑偏现象多是由于检修转向器时装配或调整不当引起的，特别是转向器蜗轮蜗杆及液压油分配阀的装配与调整不当，都能引起转向跑偏，有时，两前轮的刹车调整不均匀也能引起新的跑偏。

转向发摆现象多是由于转向连接机构松旷、前轮定位不当、两前轮轮胎的差异引起的。

转向时有异响噪声多是由于驱动皮带轮松旷、固定转向泵的螺栓松动或贮油器的液面过低引起的[9]。

结合以上几种情况，我们在实际工作中应正确使用和维护液压转向机构。

具体应做好以下几点：

第一，定期检查转向液压油是否缺少，如缺少应及时补加，同时，定期清洗液压油杯及滤芯，防止液压油过脏或变质，建议每行驶3000km更换一次液压油；

第二，在保养时，应检查转向泵皮带的松紧度，看是否有断口，如有应及时更换，松紧度应以手指按下1cm左右为宜；

第三，定期检查液压系统的管接头是否有漏油现象，液压油管应尽量避开与其它部件的磨擦，以防止破损进气，同时，液压胶管应定期更换，防止胶管内脱皮堵塞管道；

第四，在维修转向器时，应安装调整得当，特别是蜗轮、蜗杆之间的装配，钢球一定要装够数，同时钢片滑轨不准有变形，液压油分配阀及活塞腔壁要清洗干净，选用优质的、型号相配的油封以防止液压油的渗漏；

第五，转向时，不可将方向“打死”，特别是在原地转向时，要留有一定的余量，保证液压转向系统处于正常工作状态。

第4章常见车型液压助力转向系统的故障检修

4.1速腾汽车液压助力转向系统的故障检修

在德国大众的车型谱系中，速腾应该是宝来的升级换代产品，因为在大众内部，宝来的产品代号是A4,速腾是A5,而捷达则是A2。

但是，一汽大众显然不会让速腾完全取代宝来，在很长的一段时间内，宝来、捷达、速腾都将长期共存，满足不同需要的消费者。

作为一汽大众生产的中级轿车，速腾首先生产的有1.8T和2.0两种车型，后续有1.6车型、1.8TSI冠军版车型，于2009年推出1.4TSI发动机，完全替代2.0发动机，使得油耗大幅降低的同时动力比1.6提升非常明显，不低于不带增压的2.0发动机，采用激光焊接技术及12年防腐双面镀锌钢板车身，变速器有6速Tiptronic手自一体化变速器或5速手动变速器，安全配置较高，速腾在同级别车中率先全系标配ESP车身稳定系统，尤其在雨雪天气道路摩擦力减小的情况下，以及车辆在受到离心力作用下能保持不侧滑，标准配置具有4安全气囊、ASR牵引力控制系统、EDL电子差速器、MASR发动机力矩控制系统等,速腾不仅在工艺上继承大众汽车一贯的品质，整车性能和配置都达到新的高度。

它是由PQ35平台上生产的第2款车型，国内大众汽车的开迪和上海大众途安都是来自该平台。

故障现象：

一辆速腾1.6手动挡汽车在时速达到120公里时方向盘轻微抖动。

故障诊断与排除：

首先询问车主在车速在120公里以上或以下时方向盘是否抖动，如果汽车在时速超过120公里或低于120公里时方向盘比较平稳，则是由于前轮动不平衡引起的，由于方向盘是轻微抖动，所以不平衡量也不大，精度要求比较高，建议车主到4S店做车轮动平衡或到专业做车轮动平衡的地方去做。

如果方向盘随着车速的提高抖动的越来越厉害，并且整个车也跟着抖动起来，首先要看该车前轮是否变形，轮胎磨损情况，一般更换轮胎就会得到解决问题。

对于后驱动的汽车，传动轴十字轴有矿量也是主要原因之一。

4.2本田CRV汽车液压助力转向系统的故障检修

CR-V车主日常驾驶实际油耗绝大多数集中在10-12L/100km之间。

空间宽裕，1米8的个头坐进去头部还很宽敞，真皮座椅的包裹性不足，较单薄。

内饰做工精致，不输于轿车，但油漆和车身蒙皮薄是其不足之处。

CR-V故障不多，但也有零星的反馈异响问题。

驾驶感受和轿车差不多，视野开阔。

车主说起步慢，毕竟是1.6吨的车子，高速下的操控与稳定性还可以，配置实用但人性化程度并不高。

CR-V是comfortablerunabout-vehicle的缩写，从名字就可以看出它对舒适性的要求是首要的，它的历史可追溯至1995年10月，至今已遍布全球162个国家和地区，迄今已销售170多万辆，从1998年登陆中国，现在国内保有量已超过1万多辆。

受广大人民喜爱。

故障现象：

一辆本田CRV，在行驶到4万到5万公里时，出现刹车方向盘抖动。

故障诊断与排除：

对于4万到5万公里的汽车，在刹车时方向盘抖动的原因有1、刹车盘于刹车片之间摩擦的不平；2、刹车盘锈蚀部分被摩擦后不平。

3、刹车盘高温时遇水变形。

4、刹车盘材质软；5、刹车盘与刹车片之间有小石子进入导致刹车盘磨损不平。

对于这种现象，车主可以到4S店做光盘处理或直接更换刹车盘。

4.3捷达汽车液压助力转向系统的故障检修

第一辆捷达Jetta-MK1于1979年的夏天在欧洲上市。

从一开始，捷达Jetta-MK1就被赋予了多种变化和规格。

除了双开门和四开门的车体结构以外，它还拥有三种引擎可以选择：

1272cc、1457cc、以及长期以一直作为高尔夫Golf系列基本配置的电喷型1588cc发动机。

根据配置的不同，捷达Jetta-MK1被分为基本型、L型和GL型，再加上选择不同的发动机，捷达Jetta-MK1有8种以上不同形式的配置上市。

高尔夫Golf生产上市后不久，大众汽车公司便发现：

现在已经可以引入一种三箱轿车去扩展他们的车型系列，与高尔夫Golf并驾齐驱。

故障现象：

一辆捷达GT车,用户反映,该车打转向过程中,有“吱吱”异响。

故障诊断：

捷达GT车装备1.6升20阀发动机,带转向助力装置,由于转向助力系统元件少,组成简单（一般由转向助力泵、高低压油管、助力转向机和储油壶组成）,而且不易对部件进行维修,所以一股采用换件修理法进行故障诊断及维修。

4.4锐志汽车液压助力转向系统的故障检修

丰田新锐志已于日本国内上市，有望登陆明年4月开幕的北京车展，并在2010年国内投产。

新一代锐志的长宽高分别为4730mm、1795mm、1435mm，轴距2850mm，相比现款锐志，其换代产品更宽更低，另外轴距不但没有任何变化，而且车长也相比现款车型短了5mm。

悬挂部分与现款车型保持一致，采用前双差臂后多连杆的形式。

动力部分，拥有2.5L和3.5L两个排量8款车型，未来国产引入的预计仍将是2.5L的动力配备。

2.5L发动机的动力输出从之前的197马力升级到203马力，2.5L车型中有两款是四驱版本。

另外现款在海外发售的3.0L动力版本则全面被3.5L排量所替代，最大输出功率达到了318马力，是丰田开发的全新发动机。

传动部分依然是6速手自一体变速器。

车身部分虽然A柱到C柱的整体布置都基本没有变化，但车窗下沿一根更加清晰锐利的腰线则一改现款车型比较普通的侧面线条。

尾部依然是短小紧凑的设计，因此后备箱的空间也没有太大变化，但尾车灯部分设计变化明显，贯通式设计一直延续到后备箱盖上。

配合后备箱盖的鸭式扰流尾翼，显得比现款车型更加饱满而有力。

故障现象：

一辆2006款锐志乘用车，在行驶过程中，发现转向异常沉重，同时P/S灯点亮。

故障诊断与排除：

读取故障代码为C1525、C1526、C1528。

其含义是转角传感器初始化未完成；以及电动机旋转角度传感器故障。

维修资料指出，当出现C1528故障代码时，系统进入失效保护状态，动力转向系统停止工作[10]。

结论

本文对液压助力转向系统的组成、工作原理以及现状和发展前景作出了系统的分析和详尽的介绍，并在此基础上发现并说明了汽车液压助力转向系统的常见故障及排除方法，同时进一步介绍了如何对液压助力转向系统进行正确的保养和维护，从而阐明了论文主题并得到以下主要结论：

第一，随着社会进步科学的发展，汽车已经逐渐普及。

而汽车行驶系统作为汽车的基本组成系统，它在行驶中也会出现各种问题。

为解决此类问题，汽车转向系